離子晶體與金屬晶體第1課時課件-人教版（2019）高中化學(xué)選擇性必修2

人教版（2019版）化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第1課時

金屬鍵與金屬晶體金屬的分類按密度分重金屬：銅、鉛、鋅等輕金屬：鋁、鎂等冶金工業(yè)黑色金屬：鐵、鉻、錳有色金屬：除鐵、鉻、錳以外的金屬按儲量分常見金屬：鐵、鋁等稀有金屬：鋯、釩、鉬4.5g/cm3

思考與討論1：

根據(jù)金屬在周期表中的位置，分析金屬元素原子結(jié)構(gòu)特點？金屬固體是晶體，是以共價鍵結(jié)合形成的原子晶嗎？任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體

金屬脫落下來的價電子幾乎均勻分布整個晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，被所有原子所共有，把所有金屬原子維系在一起。任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體電子氣理論1.金屬鍵：金屬陽離子與自由電子間強烈的相互作用任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體

思考與討論2：

晶體中有陽離子是否一定有陰離子？共價鍵具有方向性和飽和性，金屬鍵有方向性和飽和性嗎？

2.金屬鍵的特征①自由電子不是專屬于某個特定的金屬陽離子，而是在整塊固態(tài)金屬中自由移動。②金屬鍵既沒有方向性，也沒有飽和性。③金屬鍵的成鍵粒子是

和__________。金屬陽離子自由電子金屬晶體與共價晶體一樣是一種“巨分子”3.金屬鍵的影響因素金屬鍵金屬的物理性質(zhì)決定原子半徑價電子數(shù)原子半徑越大，價電子數(shù)越少，金屬鍵越弱，反之，金屬鍵越強延展性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性金屬光澤......金屬鍵越強，金屬的熔沸點越高，硬度越大熔沸點任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體√隨堂練習(xí)下列各組金屬熔點高低順序正確的是(

)A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>LiC．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al4.電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)當(dāng)金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。(1)延展性外力任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體4.電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)自由電子在運動時與金屬陽離子碰撞，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時，那個區(qū)域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳遞給金屬陽離子。自由電子與金屬陽離子頻繁碰撞，把能量從溫度高的部分傳遞到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。(2)導(dǎo)熱性任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體4.電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)在金屬晶體中，存在許多自由電子，這些電子移動是沒有方向的，但是在外加電場的作用下，自由電子就會發(fā)生定向移動，形成電流，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。金屬導(dǎo)電的粒子是自由電子，導(dǎo)電過程是物理變化。而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的粒子是自由移動的陰陽離子，導(dǎo)電過程是化學(xué)變化(3)導(dǎo)電性任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體外加電場4.電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)由于金屬內(nèi)部原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，且存在自由電子，所以當(dāng)光線照射到金屬表面時，自由電子可以吸收所有頻率的光并很快放出，使金屬不透明且具有金屬光澤。而金屬在粉末狀態(tài)時，晶格排列不規(guī)則，吸收可見光后反射不出去，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色。(4)金屬光澤任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體金屬材料形成合金以后性能會發(fā)生改變，這是為什么？提示：當(dāng)向金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子（形成合金）時，就像在滾珠之間摻入了細(xì)小而堅硬的沙土或碎石一樣，會使這種金屬的延展性（變差）、熔點（變低）、硬度（增大）等發(fā)生改變。拓展提升1.試用“電子氣理論”解釋為什么金屬具有良好的①延展性、②導(dǎo)電性、③導(dǎo)熱性。提示①當(dāng)金屬受到外力作用時，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，原來的排列方式不變，電子氣也沒有被破壞，所以金屬有良好的延展性；②金屬晶體中的自由電子在電場中定向移動而形成電流，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性；③電子氣中的自由電子在熱的作用下運動時頻繁與金屬原子碰撞，從而引起能量傳遞，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)熱性。深度思考2.試用金屬鍵解釋Na、Mg、Al的熔點逐漸升高的原因。提示Na、Mg、Al的原子半徑逐漸減小，價電子數(shù)逐漸增多，金屬鍵逐漸增強，熔點逐漸升高。3.金屬鍵可以看成是許多原子共用許多電子所形成的強烈相互作用，和共價鍵類似。金屬鍵有飽和性和方向性嗎？提示沒有；金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的強烈的相互作用，自由電子為整個金屬的所有陽離子所共有，故金屬鍵沒有方向性和飽和性。深度思考應(yīng)用體驗1.正誤判斷(1)金屬在常溫下都是晶體()(2)金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的靜電吸引作用()(3)金屬晶體在外力作用下，各層之間發(fā)生相對滑動，金屬鍵被破壞()(4)共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高，分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低()(5)金屬晶體除了純金屬，還有大量的合金()(6)有機高分子化合物一定不能導(dǎo)電()(7)金屬的電導(dǎo)率隨溫度的升高而降低()××××√×√膽礬螢石重晶石燒堿CuSO4·5H2OCaF2BaSO4NaOH任務(wù)二：離子晶體1、離子鍵陰陽離子間通過靜電作用所形成的強烈的相互作用叫做離子鍵。成鍵粒子鍵的本質(zhì)靜電引力和斥力（1）特征：（2）影響因素：離子鍵沒有方向性和飽和性。一般說來，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，離子晶體的熔、沸點越高，硬度越大任務(wù)二：離子晶體2.離子晶體強堿、活潑金屬的氧化物和過氧化物、大多數(shù)鹽由陰離子和陽離子相互作用而形成的晶體，叫做離子晶體常見的離子晶體離子晶體的性質(zhì)熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮，水溶液或者熔融狀態(tài)下導(dǎo)電。任務(wù)二：離子晶體NaCl晶體Na+Cl-離子晶體無單個分子存在；如NaCl不表示分子式離子晶體的性質(zhì)探究（1）NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?（2）離子晶體是否具有較好的延展性？發(fā)生滑動施加外力陽離子陰離子同種電荷相互排斥，使晶面裂開離子晶體的性質(zhì)探究（3）離子晶體的熔點是否都較高？分析下表中的數(shù)據(jù)，能得出什么結(jié)論？離子鍵的強弱離子半徑陰、陽離子的電荷數(shù)離子晶體的性質(zhì)探究3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)NaCl晶胞（1）每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)：

任務(wù)二：離子晶體鈉離子：體心和棱中點氯離子：面心和頂點或者反之;交錯排列（2）配位數(shù)一種離子周圍最鄰近的帶相反電荷的離子數(shù)目每個Na＋周圍與之等距且距離最近的Cl－有____個。6它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。正八面體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)NaCl晶胞任務(wù)二：離子晶體（3）每個Na＋周圍與之等距且距離最近的Cl－有___個，Na＋有___個。

每個Cl－周圍與之等距且距離最近的Na＋有____個，Cl－有____個。Cl－Na＋6126123.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)NaCl晶胞任務(wù)二：離子晶體（1）每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)：銫離子：體心氯離子：頂點或者反之;交錯排列Cs＋：1

3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)CsCl晶胞任務(wù)二：離子晶體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)CsCl晶胞任務(wù)二：離子晶體（2）配位數(shù)每個Cs＋周圍與之等距且距離最近的Cl－有____個。它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。8正六面體3.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)CsCl晶胞任務(wù)二：離子晶體（3）每個Cs＋周圍與之等距且距離最近的Cl－有___個，Cs＋有___個。每個Cl－周圍與之等距且距離最近的Cs＋有____個，Cl－有____個。86863.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)CsCl晶胞任務(wù)二：離子晶體1.含金屬陽離子的晶體一定是離子晶體嗎？提示不一定。也可能是金屬晶體。2.含有陰離子的晶體一定含有金屬離子嗎？提示含有陰離子的晶體，一定含有陽離子，但不一定是金屬陽離子，如銨鹽。3.NaCl的熔點為801℃，CsCl的熔點為645℃，試解釋其原因。提示Na＋、Cs＋所帶電荷一樣，但Na＋的半徑小于Cs＋的半徑，NaCl中的離子鍵強于CsCl中的離子鍵，所以NaCl的熔點高于CsCl的熔點。深度思考應(yīng)用體驗1.正誤判斷(1)離子晶體中一定含有金屬元素()(2)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體()(3)有些離子晶體中除含離子鍵外還存在共價鍵()(4)離子晶體的熔點一定低于共價晶體的熔點()(5)離子晶體受熱熔化，破壞化學(xué)鍵，吸收能量，屬于化學(xué)變化()(6)某些離子晶體受熱失去結(jié)晶水，屬于物理變化()××√×××2.在離子晶體中，陰、陽離子按一定的規(guī)律進行排列，如圖甲是NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)。在離子晶體中，陰、陽離子具有或近似具有球形對稱結(jié)構(gòu)，它們可以看作是不等徑的剛性圓球，并彼此相切，如圖乙。已知a為常數(shù)。(1)在NaCl晶體中，每個Na＋同時吸引____個Cl－；而Na＋與Cl－的數(shù)目之比為______。61∶10.414∶1(3)若a＝5.6×10－8cm，NaCl晶體的密度為__________(已知5.63≈175.6，NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol－1)。2.2g·cm－3返回離子晶體只存在離子鍵作用力嗎？試舉例說明提示：如CuSO4?5H2O中還存在共價鍵、分子間作用力，有些還有氫鍵等，但主體是離子鍵。以上討論了NaCl和CsCl兩種離子晶體，實際上，大量離子晶體的陰離子或陽離子不是單原子離子，有的還存在電中性分子（如H2O、NH3等)。例如，CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等，在這些離子晶體中還存在共價鍵、氫鍵等。晶體中也存在范德華力，只是當(dāng)能量份額很低時不提及。然而，貫穿整個晶體的主要作用力仍是陰、陽離子之間的作用力。能力拓展形成離子液體的陰、陽離子半徑較大